技術士一次 力学ノート

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平成25年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-9 を解説、集中荷重の曲げモーメント図は折れ線

平成25年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-9は、単純ばりへの荷重の作用と曲げモーメント図の組合せを選ぶ問題です。この問題では、5つの組合せのうち最も不適切なものを選びます。

この問題のポイント

この問題は、荷重の形と曲げモーメント図の次数が結びついているかを問うものです。引っかけの核心は集中荷重に滑らかな曲線の図と組み合わせてある点で、正しくは折れ線です。

しかも中央に載せているのに図が左右対称になっていません。2か所で合っていない形です。

※ 問題文と選択肢そのものは、公益社団法人 日本技術士会が公開している公式PDFで確認できます。

正答:選択肢3(最も不適切なもの)

> この論点をやさしく解説:断面力図|せん断力と曲げモーメントの向き

各選択肢の正誤

5つの図をそれぞれ荷重の形と突き合わせます。次数と対称性を見れば1つずつ判定できます。

選択肢正誤解説
1 両端にモーメント荷重M/全長で一定の長方形○(正しい)両端の値が等しく途中も変わらない
2 中央が最大の三角形分布荷重/中央が最大の滑らかな曲線○(正しい)3次曲線になる
3 中央に集中荷重P/右寄りに膨らんだ滑らかな曲線×(誤り)中央が頂点の三角形になる
4 中間の2点に集中荷重P/台形の折れ線○(正しい)2点の間が一定になる
5 中間にモーメント荷重M/作用点で飛ぶ2本の直線○(正しい)作用点で段差ができる

選択肢3は次数も対称性も合っていません。荷重が中央にあるのに図の頂点が右へずれています。

選択肢3のポイント(ここが誤り)

荷重の形と図の次数は1段ずつ上がります。集中荷重なら曲げモーメント図は折れ線、等分布荷重なら2次曲線、三角形分布荷重なら3次曲線です。

中央に集中荷重を載せると、左右の反力が等しいので図も左右対称です。中央が頂点でPL÷4の三角形になります。

平成26年度Ⅲ-8も同じ形式の設問で、そちらは三角形分布荷重に折れ線を組み合わせて誤りにしてあります。誤りの置き場所が年度で違います。

覚え方

  • 集中荷重は折れ線、等分布は2次、三角形分布は3次
  • 中央に載せれば図も左右対称
  • 中央集中荷重の最大値はPL÷4

理解度チェック

Q.

中央に集中荷重を載せた単純ばりの曲げモーメント図はどんな形か。

中央が頂点の左右対称な三角形で、最大値はPL÷4です。

Q.

三角形分布荷重の曲げモーメント図は何次曲線か。

3次曲線です。等分布荷重なら2次曲線です。

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出典

  • 公益社団法人 日本技術士会「平成25年度 技術士第一次試験問題〔専門科目 建設部門〕」6ページ Ⅲ-9
  • 公益社団法人 日本技術士会「平成25年度 技術士第一次試験 試験問題の正答」

※ 問題文と選択肢は掲載していません。上の表は各選択肢で問われている論点で、実際の設問は公式PDFで確認できます。

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構造設計の実務を続けながら、試験に出る力学の解き方を書き残しています。

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